歡迎來到Linux教程網
Linux教程網
Linux教程網
Linux教程網
Linux教程網 >> Linux編程 >> Linux編程 >> Python 面向對象編程

Python 面向對象編程

日期:2017/4/19 14:16:56   编辑:Linux編程

  Python從設計之初就已經是一門面向對象的語言,正因為如此,在Python中創建一個類和對象是很容易的。本章節我們將詳細介紹Python的面向對象編程。

  如果你以前沒有接觸過面向對象的編程語言,那你可能需要先了解一些面向對象語言的一些基本特征,在頭腦裡頭形成一個基本的面向對象的概念,這樣有助於你更容易的學習Python的面向對象編程。


面向對象技術簡介

  • 類(Class): 用來描述具有相同的屬性和方法的對象的集合。它定義了該集合中每個對象所共有的屬性和方法。對象是類的實例。
  • 類變量:類變量在整個實例化的對象中是公用的。類變量定義在類中且在函數體之外。類變量通常不作為實例變量使用。
  • 數據成員:類變量或者實例變量用於處理類及其實例對象的相關的數據。
  • 方法重寫:如果從父類繼承的方法不能滿足子類的需求,可以對其進行改寫,這個過程叫方法的覆蓋(override),也稱為方法的重寫。
  • 實例變量:定義在方法中的變量,只作用於當前實例的類。
  • 繼承:即一個派生類(derived class)繼承基類(base class)的字段和方法。繼承也允許把一個派生類的對象作為一個基類對象對待。例如,有這樣一個設計:一個Dog類型的對象派生自Animal類,這是模擬"是一個(is-a)"關系(例圖,Dog是一個Animal)。
  • 實例化:創建一個類的實例,類的具體對象。
  • 方法:類中定義的函數。
  • 對象:通過類定義的數據結構實例。對象包括兩個數據成員(類變量和實例變量)和方法。

創建類

使用class語句來創建一個新類,class之後為類的名稱並以冒號結尾,如下實例:

class ClassName:
   '類的幫助信息'   #類文檔字符串
   class_suite  #類體

  類的幫助信息可以通過ClassName.__doc__查看。

  class_suite 由類成員,方法,數據屬性組成

實例

以下是一個簡單的Python類實例:

#!/usr/bin/python
# -*- coding: UTF-8 -*-

class Employee:
   '所有員工的基類'
   empCount = 0

   def __init__(self, name, salary):
      self.name = name
      self.salary = salary
      Employee.empCount += 1
   
   def displayCount(self):
     print "Total Employee %d" % Employee.empCount

   def displayEmployee(self):
      print "Name : ", self.name,  ", Salary: ", self.salary
  • empCount變量是一個類變量,它的值將在這個類的所有實例之間共享。你可以在內部類或外部類使用Employee.empCount訪問。
  • 第一種方法__init__()方法是一種特殊的方法,被稱為類的構造函數或初始化方法,當創建了這個類的實例時就會調用該方法

創建實例對象

  要創建一個類的實例,你可以使用類的名稱,並通過__init__方法接受參數。

"創建 Employee 類的第一個對象"
emp1 = Employee("Zara", 2000)
"創建 Employee 類的第二個對象"
emp2 = Employee("Manni", 5000)

訪問屬性

  您可以使用點(.)來訪問對象的屬性。使用如下類的名稱訪問類變量:

emp1.displayEmployee()
emp2.displayEmployee()
print "Total Employee %d" % Employee.empCount

  完整實例:

#!/usr/bin/python
# -*- coding: UTF-8 -*-

class Employee:
   '所有員工的基類'
   empCount = 0

   def __init__(self, name, salary):
      self.name = name
      self.salary = salary
      Employee.empCount += 1
   
   def displayCount(self):
     print "Total Employee %d" % Employee.empCount

   def displayEmployee(self):
      print "Name : ", self.name,  ", Salary: ", self.salary

"創建 Employee 類的第一個對象"
emp1 = Employee("Zara", 2000)
"創建 Employee 類的第二個對象"
emp2 = Employee("Manni", 5000)
emp1.displayEmployee()
emp2.displayEmployee()
print "Total Employee %d" % Employee.empCount

  執行以上代碼輸出結果如下:

Name :  Zara ,Salary:  2000
Name :  Manni ,Salary:  5000
Total Employee 2

  你可以添加,刪除,修改類的屬性,如下所示:

emp1.age = 7  # 添加一個 'age' 屬性
emp1.age = 8  # 修改 'age' 屬性
del emp1.age  # 刪除 'age' 屬性

  你也可以使用以下函數的方式來訪問屬性:

  • getattr(obj, name[, default]) : 訪問對象的屬性。
  • hasattr(obj,name) : 檢查是否存在一個屬性。
  • setattr(obj,name,value) : 設置一個屬性。如果屬性不存在,會創建一個新屬性。
  • delattr(obj, name) : 刪除屬性。
hasattr(emp1, 'age')    # 如果存在 'age' 屬性返回 True。
getattr(emp1, 'age')    # 返回 'age' 屬性的值
setattr(emp1, 'age', 8) # 添加屬性 'age' 值為 8
delattr(empl, 'age')    # 刪除屬性 'age'

Python內置類屬性

  • __dict__ : 類的屬性(包含一個字典,由類的數據屬性組成)
  • __doc__ :類的文檔字符串
  • __name__: 類名
  • __module__: 類定義所在的模塊(類的全名是'__main__.className',如果類位於一個導入模塊mymod中,那麼className.__module__ 等於 mymod)
  • __bases__ : 類的所有父類構成元素(包含了以個由所有父類組成的元組)

  Python內置類屬性調用實例如下:

#!/usr/bin/python
# -*- coding: UTF-8 -*-

class Employee:
   '所有員工的基類'
   empCount = 0

   def __init__(self, name, salary):
      self.name = name
      self.salary = salary
      Employee.empCount += 1
   
   def displayCount(self):
     print "Total Employee %d" % Employee.empCount

   def displayEmployee(self):
      print "Name : ", self.name,  ", Salary: ", self.salary

print "Employee.__doc__:", Employee.__doc__
print "Employee.__name__:", Employee.__name__
print "Employee.__module__:", Employee.__module__
print "Employee.__bases__:", Employee.__bases__
print "Employee.__dict__:", Employee.__dict__

  執行以上代碼輸出結果如下:

Employee.__doc__: 所有員工的基類
Employee.__name__: Employee
Employee.__module__: __main__
Employee.__bases__: ()
Employee.__dict__: {'__module__': '__main__', 'displayCount': <function displayCount at 0x10a939c80>, 'empCount': 0, 'displayEmployee': <function displayEmployee at 0x10a93caa0>, '__doc__': '\xe6\x89\x80\xe6\x9c\x89\xe5\x91\x98\xe5\xb7\xa5\xe7\x9a\x84\xe5\x9f\xba\xe7\xb1\xbb', '__init__': <function __init__ at 0x10a939578>}

python對象銷毀(垃圾回收)

  同Java語言一樣,Python使用了引用計數這一簡單技術來追蹤內存中的對象。

  在Python內部記錄著所有使用中的對象各有多少引用。

  一個內部跟蹤變量,稱為一個引用計數器。

  當對象被創建時, 就創建了一個引用計數, 當這個對象不再需要時, 也就是說, 這個對象的引用計數變為0 時, 它被垃圾回收。但是回收不是"立即"的, 由解釋器在適當的時機,將垃圾對象占用的內存空間回收。

a = 40      # 創建對象  <40>
b = a       # 增加引用, <40> 的計數
c = [b]     # 增加引用.  <40> 的計數

del a       # 減少引用 <40> 的計數
b = 100     # 減少引用 <40> 的計數
c[0] = -1   # 減少引用 <40> 的計數

  垃圾回收機制不僅針對引用計數為0的對象,同樣也可以處理循環引用的情況。循環引用指的是,兩個對象相互引用,但是沒有其他變量引用他們。這種情況下,僅使用引用計數是不夠的。Python 的垃圾收集器實際上是一個引用計數器和一個循環垃圾收集器。作為引用計數的補充, 垃圾收集器也會留心被分配的總量很大(及未通過引用計數銷毀的那些)的對象。 在這種情況下, 解釋器會暫停下來, 試圖清理所有未引用的循環。

實例

  析構函數 __del__ ,__del__在對象消逝的時候被調用,當對象不再被使用時,__del__方法運行:

#!/usr/bin/python
# -*- coding: UTF-8 -*-

class Point:
   def __init( self, x=0, y=0):
      self.x = x
      self.y = y
   def __del__(self):
      class_name = self.__class__.__name__
      print class_name, "destroyed"

pt1 = Point()
pt2 = pt1
pt3 = pt1
print id(pt1), id(pt2), id(pt3) # 打印對象的id
del pt1
del pt2
del pt3

  以上實例運行結果如下:

3083401324 3083401324 3083401324
Point destroyed

  注意:通常你需要在單獨的文件中定義一個類,

類的繼承

  面向對象的編程帶來的主要好處之一是代碼的重用,實現這種重用的方法之一是通過繼承機制。繼承完全可以理解成類之間的類型和子類型關系。

  需要注意的地方:繼承語法 class 派生類名(基類名)://... 基類名寫作括號裡,基本類是在類定義的時候,在元組之中指明的。

  在python中繼承中的一些特點:

  • 1:在繼承中基類的構造(__init__()方法)不會被自動調用,它需要在其派生類的構造中親自專門調用。
  • 2:在調用基類的方法時,需要加上基類的類名前綴,且需要帶上self參數變量。區別於在類中調用普通函數時並不需要帶上self參數
  • 3:Python總是首先查找對應類型的方法,如果它不能在派生類中找到對應的方法,它才開始到基類中逐個查找。(先在本類中查找調用的方法,找不到才去基類中找)。

  如果在繼承元組中列了一個以上的類,那麼它就被稱作"多重繼承" 。

語法:

  派生類的聲明,與他們的父類類似,繼承的基類列表跟在類名之後,如下所示:

class SubClassName (ParentClass1[, ParentClass2, ...]):
   'Optional class documentation string'
   class_suite

實例:

#!/usr/bin/python
# -*- coding: UTF-8 -*-

class Parent:        # 定義父類
   parentAttr = 100
   def __init__(self):
      print "調用父類構造函數"

   def parentMethod(self):
      print '調用父類方法'

   def setAttr(self, attr):
      Parent.parentAttr = attr

   def getAttr(self):
      print "父類屬性 :", Parent.parentAttr

class Child(Parent): # 定義子類
   def __init__(self):
      print "調用子類構造方法"

   def childMethod(self):
      print '調用子類方法 child method'

c = Child()          # 實例化子類
c.childMethod()      # 調用子類的方法
c.parentMethod()     # 調用父類方法
c.setAttr(200)       # 再次調用父類的方法
c.getAttr()          # 再次調用父類的方法

  以上代碼執行結果如下:

調用子類構造方法
調用子類方法 child method
調用父類方法
父類屬性 : 200

  你可以繼承多個類

class A:        # 定義類 A
.....

class B:         # 定義類 B
.....

class C(A, B):   # 繼承類 A 和 B
.....

  你可以使用issubclass()或者isinstance()方法來檢測。

  • issubclass() - 布爾函數判斷一個類是另一個類的子類或者子孫類,語法:issubclass(sub,sup)
  • isinstance(obj, Class) 布爾函數如果obj是Class類的實例對象或者是一個Class子類的實例對象則返回true。

方法重寫

如果你的父類方法的功能不能滿足你的需求,你可以在子類重寫你父類的方法:

實例:

#!/usr/bin/python
# -*- coding: UTF-8 -*-

class Parent:        # 定義父類
   def myMethod(self):
      print '調用父類��法'

class Child(Parent): # 定義子類
   def myMethod(self):
      print '調用子類方法'

c = Child()          # 子類實例
c.myMethod()         # 子類調用重寫方法

  執行以上代碼輸出結果如下:

調用子類方法

基礎重載方法

  下表列出了一些通用的功能,你可以在自己的類重寫:

序號方法, 描述 & 簡單的調用 1 __init__ ( self [,args...] )
構造函數
簡單的調用方法: obj = className(args) 2 __del__( self )
析構方法, 刪除一個對象
簡單的調用方法 : dell obj 3 __repr__( self )
轉化為供解釋器讀取的形式
簡單的調用方法 : repr(obj) 4 __str__( self )
用於將值轉化為適於人閱讀的形式
簡單的調用方法 : str(obj) 5 __cmp__ ( self, x )
對象比較
簡單的調用方法 : cmp(obj, x)

運算符重載

  Python同樣支持運算符重載,實例如下:

#!/usr/bin/python

class Vector:
   def __init__(self, a, b):
      self.a = a
      self.b = b

   def __str__(self):
      return 'Vector (%d, %d)' % (self.a, self.b)
   
   def __add__(self,other):
      return Vector(self.a + other.a, self.b + other.b)

v1 = Vector(2,10)
v2 = Vector(5,-2)
print v1 + v2

  以上代碼執行結果如下所示:

Vector(7,8)

類屬性與方法

類的私有屬性

  __private_attrs:兩個下劃線開頭,聲明該屬性為私有,不能在類地外部被使用或直接訪問。在類內部的方法中使用時self.__private_attrs

類的方法

  在類地內部,使用def關鍵字可以為類定義一個方法,與一般函數定義不同,類方法必須包含參數self,且為第一個參數

類的私有方法

  __private_method:兩個下劃線開頭,聲明該方法為私有方法,不能在類地外部調用。在類的內部調用 self.__private_methods

實例

#!/usr/bin/python
# -*- coding: UTF-8 -*-

class JustCounter:
    __secretCount = 0  # 私有變量
    publicCount = 0    # 公開變量

    def count(self):
        self.__secretCount += 1
        self.publicCount += 1
        print self.__secretCount

counter = JustCounter()
counter.count()
counter.count()
print counter.publicCount
print counter.__secretCount  # 報錯,實例不能訪問私有變量

  Python 通過改變名稱來包含類名:

1
2
2
Traceback (most recent call last):
  File "test.py", line 17, in <module>
    print counter.__secretCount  # 報錯,實例不能訪問私有變量
AttributeError: JustCounter instance has no attribute '__secretCount'

  Python不允許實例化的類訪問私有數據,但你可以使用 object._className__attrName 訪問屬性,將如下代碼替換以上代碼的最後一行代碼:

.........................
print counter._JustCounter__secretCount

  執行以上代碼,執行結果如下:

1
2
2
2

 致謝,感謝您的閱讀!

下面關於Python的文章您也可能喜歡,不妨看看:

Python:在指定目錄下查找滿足條件的文件 http://www.linuxidc.com/Linux/2015-08/121283.htm

Python2.7.7源碼分析 http://www.linuxidc.com/Linux/2015-08/121168.htm

無需操作系統直接運行 Python 代碼 http://www.linuxidc.com/Linux/2015-05/117357.htm

CentOS上源碼安裝Python3.4 http://www.linuxidc.com/Linux/2015-01/111870.htm

《Python核心編程 第二版》.(Wesley J. Chun ).[高清PDF中文版] http://www.linuxidc.com/Linux/2013-06/85425.htm

《Python開發技術詳解》.( 周偉,宗傑).[高清PDF掃描版+隨書視頻+代碼] http://www.linuxidc.com/Linux/2013-11/92693.htm

Python腳本獲取Linux系統信息 http://www.linuxidc.com/Linux/2013-08/88531.htm

在Ubuntu下用Python搭建桌面算法交易研究環境 http://www.linuxidc.com/Linux/2013-11/92534.htm

Python 語言的發展簡史 http://www.linuxidc.com/Linux/2014-09/107206.htm

Python 的詳細介紹:請點這裡
Python 的下載地址:請點這裡

Copyright © Linux教程網 All Rights Reserved